Амеба является животным так как питается: чем питается амёба обыкновенная, эвглена зелёная, инфузории туфелька

Одноклеточные животные — Студопедия

Задания для проверки знаний учащихся 7 класса по биологии. Тема «Простейшие»

Фунтова Ирина Геннадьевна

Учитель биологии

МБОУ «СОШ №3 с УИОП им. Г. Панфилова»

Анжеро-Судженского городского округа

Задания для самостоятельной работы учащихся 7 класса по биологии.

Тема «Простейшие»

Задание 1. Дополните таблицу, отметив знаком «+» наличие у каждого животного соответствующего органоида.

Одноклеточные животные

Органоиды	Одноклеточное животное
Амеба обыкновенная	Эвглена зеленая	Инфузория-туфелька
Оболочка
Цитоплазма
Жгутик
Реснички
Пищеварительная вакуоль
Сократительная вакуоль
Ротовое отверстие
Хлоропласты
Ядро
Ложноножки

Задание 2.Выберите один верный ответ

1. Эвглена зеленая передвигается с помощью:

А) жгутика Б) ресничек

В) ложноножек Г) щетинок

2. Сократительная вакуоль инфузории – это органоид:

А) выделения Б) размножения

В) пищеварения Г) дыхания

3. В половом процессе инфузорий основную роль играет:

А) малое ядро Б) большое ядро

В) оба ядра Г) цитоплазма

4. К фотосинтезу способна:

А) инфузория – бурсания Б) амеба дизентерийная

В) эвглена зеленая Г) лямблия кишечная

Задание 3. Подберите цифры, которыми ниже обозначены организмы, относящиеся к следующим биологическим группам: А – паразиты; Б – хозяева; В – переносчики паразита.

Организмы:

1. животное, которое обитает в организме другого животного или человека, принося ему вред;
2. животное, которое переносит паразита от одного животного или человека к другому;
3. организм, на котором обитает другое животное, приносящее вред первому;
4. малярийный комар;
5. человек;
6. малярийный плазмодий;
7. дизентерийная амеба;
8. лямблия.

…	…	…	…	…	…	…	…

Задание 4.Закончите фразы: (в тетрадь записать ТОЛЬКО пропущенное слово)

1. Органоидами движения инфузорий являются ______________________________________________
2. Амебы размножаются __________________________________________________________________
3. Амебы переживают неблагоприятные условия среды в форме_________________________________
4. Амеба является животным, так как питается _______________________________________________
5. Амеба относится к типу __________, инфузория к типу ____________, а лямблия к типу__________
6. Паразитические простейшие, такие как малярийный плазмодий относятся к типу ________________
7. Миксотрофное питание характерно для ___________________________________________________
8. Мел образован _________________________________.

Задание 5. В организме термитов, активно питающихся древесиной, поселяются жгутиковые простейшие, а в них в свою очередь живут бактерии. Какая связь между этими фактами?

Ответы:

Задание 1.

Органоиды	Одноклеточное животное
Амеба обыкновенная	Эвглена зеленая	Инфузория-туфелька
Оболочка	+	+	+
Цитоплазма	+	+	+
Жгутик	-	+	-
Реснички	-	-	+
Пищеварительная вакуоль	+	+	+
Сократительная вакуоль	+	+	+
Ротовое отверстие	-	-	+
Хлоропласты	-	+	-
Ядро	+	+	++
Ложноножки	+	-	-

Задание 2.

1. Эвглена зеленая передвигается с помощью:

А) жгутика

В) ложноножек

Б) ресничек Г) щетинок

2. Сократительная вакуоль инфузории – это органоид:

А) выделения В) пищеварения

Б) размножения Г) дыхания

3. В половом процессе инфузорий основную роль играет:

А) малое ядро В) оба ядра

Б) большое ядро Г) цитоплазма

4. К фотосинтезу способна:

А) инфузория – бурсания В) эвглена зеленая

Б) амеба дизентерийная Г) лямблия кишечная

Задание 3.

Задание 4.

1. реснички
2. делением
3. цисты
4. гетеротрофно (готовыми органическими соединениями)
5. саркодовые, инфузории, жгутиконосцы
6. споровики
7. эвглены зеленой
8. раковинами формаминефер

Задание 5.

Жгутиконосцы, живущие в организме термитов, разлагают клетчатку, переводя ее в легкоусвояющиеся формы. Бактерии также облегчают переваривание клетчатки, используя готовые органические вещества, полученные от деятельности простейших.

Список использованных источников:

1. Учебное пособие: Трайтак Д.И., Суматохин С.В.. Биология 7 класс. М., Мнемозина, 2009

1. Суматохин С.В. Биология. Животные. 7 класс: метод. Пособие. – М.: Мнемозина, 2011

1. Лернер Г.И. Биология. Тема «Животные» (7-8 классы): подготовка к ЕГЭ. Контрольные и самостоятельные работы. – М.: Эксмо, 2007

Тест: Одноклеточные животные

ФИО автора материала – Павлова Оксана Анатольевна

Место работы (название образовательного учреждения) – МБОУ «СОШ №22» г. Череповец

Должность автора – учитель биологии

Тема 1. Тип Простейшие

Внимательно прочитайте задание. Продумайте ответ и запишите его в тетради для проверочных работ.

Вариант №1

I. Напишите определения следующих понятий: жгутики, порошица, органоиды.

II. Выберите правильный ответ:

Изучение зеленой эвглены позволяет сделать вывод о родстве растений и животных, так как она:

а) имеет светочувствительный глазок

б) дышит всей поверхностью тела

в) питается как растение и как животное

г) при дыхании поглощает кислород

2. Цистой называется…

а) состояние одноклеточных организмов, при котором образуется плотная оболочка

б) плотная оболочка клетки

в) название простейшего

г) название заболевания, вызванного простейшими

3. Какие из перечисленных простейших не являются паразитами?

а) малярийный плазмодий

б) дизентерийная амеба

в) вольвокс

г) лямблия

4. Строение какого животного опровергает утверждение, что все простейшие – это

одноклеточные животные?

а) инфузории-туфельки в) фораминиферы

б) лямблии г) вольвокса

5. Поглощение кислорода у амёбы обыкновенной осуществляется…

а) пищеварительной вакуолью в) стигмой

б) сократительной вакуольюг) всей поверхностью тела

6. Какую функцию выполняет малое ядро у инфузории-туфельки?

а) дыханияв) пищеварения

б) участвует в половом процессег) регуляция обменных процессов

7. Цисты у одноклеточных выполняют функцию…

а) фотосинтезав) защиты и распространения

б) размноженияг) движения

III. Напишите название животного, изображенного на рисунке. Зарисуйте в тетрадь и подпишите органоиды.

IV. Найдите соответствие между названиями простейших и их особенностями:

Название простейшего	Характеристика
А. Инфузория-туфелька	1. Паразит
Б. Дизентерийная амеба	2. Колония
В. Вольвокс	3. Одиночный организм
	4. Передвижение при помощи ложноножек
	5. Передвижение при помощи ресничек
	6. Передвижение при помощи жгутиков
	7. Два разных по величине ядра
	8. Наличие хлорофилла

Тема 1. Тип Простейшие

Внимательно прочитайте задание. Продумайте ответ и запишите его в тетради для проверочных работ.

Вариант №2

I. Напишите определения следующих понятий: циста, ложноножки, сократительная вакуоль.

II. Выберите правильный ответ:

Только паразитический образ жизни ведут следующие простейшие…

а) саркодовые (корненожки) в) споровики

б) инфузории г) жгутиконосцы

2. Малярийный плазмодий распространяется:

а) самостоятельно

б) при помощи комара-анофелеса

в) при помощи мухи це-це

г) при помощи крупного рогатого скота

3. Какие простейшие животные могут питаться как растения и как животные?

а) саркодовые (корненожки) в) инфузории

б) жгутиконосцыг) споровики

4. В организме какого простейшего находятся 2 ядра: большое и малое?

а) амеба дизентерийнаяв) амеба обыкновенная

б) эвглена зеленаяг) инфузория-туфелька

Органоидами движения у амёбы обыкновенной являются…

а) жгутикив) трихоцисты

б) ресничкиг) ложноножки

6. Какую функцию выполняет большое ядро у инфузории-туфельки?

а) дыханияв) пищеварения

б) участвует в половом процессег) регуляция обменных процессов

Светочувствительный глазок есть у…

а) малярийного плазмодияв) амёбы

б) эвглены зелёнойг) лямблии

III. Напишите название животного, изображенного на рисунке. Зарисуйте в тетрадь и подпишите органоиды.

IV. Найдите соответствие между понятиями и характеристиками:

Понятие	Характеристика
А. Хозяин	1. Животное, которое переносит паразита от одного животного или человека к другому
Б. Переносчик паразита	2. Организм, на котором обитает другое животное, приносящее вред первому
В. Паразит	3. Животное, которое обитает в организме другого животного или человека и приносит ему вред
	4. Малярийный комар
	5. Малярийный плазмодий
	6. Дизентерийная амеба
	7. Человек

ПРОВЕРКА И ОЦЕНКА

Коды ответов

Тема 1. Тип Простейшие

Вариант №1

I.

Жгутики – органоиды движения жгутиконосцев.

Порошица – отверстие в мембране, через которое происходит выброс непереваренных частиц из клетки.

Органоиды – постоянные структуры клетки, которые выполняют определенные функции.

II.

III. Инфузория-туфелька:

1 – реснички

2 – большое ядро

3 – пищеварительная вакуоль

4 – сократительная вакуоль

5 – рот

6 – порошица

IV.

Вариант №2

I.

Циста – состояние одноклеточных организмов, при котором образуется плотная оболочка.

Ложноножки – временные выросты цитоплазмы для передвижения корненожек.

Сократительная вакуоль – органоиды, выполняющие функцию выделения в организме простейших.

II.

III. Амёба протей:

1 – ложноножки

2 – сократительная вакуоль

3 – пищеварительная вакуоль

4 – ядро

5 – цитоплазма

IV.

Адрес публикации: https://www.prodlenka.org/metodicheskie-razrabotki/137594-test-odnokletochnye-zhivotnye

класс, среда обитания, фото. Узнаем как передвигается амеба протей?

Животные, как и все организмы, находятся на разных уровнях организации. Одним из них является клеточный, а его типичным представителей — амеба протей. Особенности ее строения и жизнедеятельности рассмотрим далее подробнее.

Подцарство Одноклеточные

Несмотря на то, что эта систематическая группа объединяет самых примитивных животных, ее видовое разнообразие уже достигает 70 видов. С одной стороны, это действительно наиболее просто устроенные представители животного мира. С другой — это просто уникальные структуры. Только представьте: одна, порой микроскопическая, клетка способна осуществлять все жизненно важные процессы: дыхания, передвижения, размножения. Амеба протей (фото демонстрирует ее изображение под световым микроскопом) является типичным представителем подцарства Простейшие. Ее размеры едва достигают 20 мкм.

Амеба протей: класс простейших животных

Само видовое название этого животного свидетельствует об уровне его организации, поскольку протей означает «простой». Но так ли примитивно это животное? Амеба протей является представителем класса организмов, которые передвигаются при помощи непостоянных выростов цитоплазмы. Подобным образом передвигаются и бесцветные клетки крови, формирующие иммунитет человека. Они называются лейкоциты. Их характерное движение так и называется — амебоидным.

В какой среде обитает амеба протей

Этот простейший организм предпочитает обитать в пресных и соленых водоемах. Особенно благоприятны для него условия заболачивания, поскольку процесс гниения предполагает наличие большого количества бактерий, которыми питаются эти простейшие организмы. Однако ее дизентерийный вид комфортно себя чувствует в просвете кишечника человека. На первый взгляд может показаться, что это паразитический вид. Но это мнение будет ошибочным. Находясь в кишечнике, она питается разнообразными бактериями и никакого вреда человеку не приносит. Но если кишечник поражен, амеба проникает в кровеносные сосуды и начинает питаться эритроцитами крови. При этом на стенках образуются язвочки. Заразиться дизентерийной амебой можно, употребляя сырую воду, грязные овощи и фрукты.

Обитающая в загрязненных водоемах амеба протей никакого вреда никому ни приносит. Эта среда обитания является наиболее подходящей, поскольку в ней простейшее занимает свою важную роль в цепи питания.

Особенности строения

Амеба протей является представителем класса, а точнее подцарства Одноклеточных. Ее размер едва достигает 0,05 мм. Невооруженным глазом ее можно увидеть в виде едва заметного желеобразного комочка. А вот все основные органеллы клетки будут заметны только под световым микроскопом на большом увеличении.

Поверхностный аппарат клетки амебы протей представлен клеточной мембраной, которая обладает прекрасной эластичностью. Внутри находится полужидкое содержимое — цитоплазма. Она все время передвигается, обусловливая образование ложноножек. Амеба — эукариотическое животное. Это означает, что ее генетический материал заключен в ядре.

Движение простейших

Как передвигается амеба протей? Это происходит при помощи непостоянных выростов цитоплазмы. Она передвигается, образуя выпячивание. А потом цитоплазма плавно перетекает внутрь клетки. Ложноножки втягиваются и образуются в другом месте. По этой причине амеба протей не имеет постоянной формы тела.

Питание

Амеба протей способна к фаго- и пиноцитозу. Это процессы поглощения клеткой твердых частиц и жидкостей соответственно. Она питается микроскопическими водорослями, бактериями и себе подобными простейшими организмами. Амеба протей (фото ниже демонстрирует процесс захватывания пищи) окружает их своими ложноножками. Далее пища оказывается внутри клетки. Вокруг нее начинает формироваться пищеварительная вакуоль. Благодаря пищеварительным ферментам частицы расщепляются, усваиваются организмом, а непереваренные остатки удаляются через мембрану. Путем фагоцитоза лейкоциты крови уничтожают болезнетворные частицы, каждый миг проникающие в организм человека и животных. Если бы эти клетки не защищали таким образом организмы, жизнь была бы практически невозможна.

Кроме специализированных органелл питания, в цитоплазме могут находиться и включения. Это непостоянные клеточные структуры. Они накапливаются в цитоплазме, когда для этого есть необходимые условия. И расходуются, когда в этом возникает жизненная необходимость. Это зерна крахмала и капельки липидов.

Дыхание

Амеба протей, как и все одноклеточные организмы, не имеет специализированных органелл для осуществления процесса дыхания. Она использует кислород, растворенный в воде или другой жидкости, если речь идет об амебах, обитающих в других организмах. Газообмен происходит через поверхностный аппарат амебы. Клеточная мембрана является проницаемой для кислорода и углекислого газа.

Размножение

Для амебы характерно бесполое размножение. А именно деление клетки надвое. Осуществляется этот процесс только в теплое время года. Он происходит в несколько этапов. Сначала делится ядро. Оно растягивается, разделяется при помощи перетяжки. В результате из одного ядра образуется два идентичных. Цитоплазма между ними разрывается. Ее участки обосабливаются вокруг ядер, образуя две новые клетки. Сократительная вакуоль оказывается в одной из них, а в другой ее формирование происходит заново. Деление происходит при помощи митоза, поэтому дочерние клетки являются точной копией материнских. Процесс размножения амебы происходит достаточно интенсивно: несколько раз в сутки. Так что продолжительность жизни каждой особи совсем невелика.

Регуляция давления

Большинство амеб обитают в водной среде. В ней растворено определенное количество солей. Гораздо меньше этого вещества в цитоплазме простейшего. Поэтому вода должна поступать из области с большей концентрацией вещества в противоположную. Таковы законы физики. При этом тело амебы должно было бы лопнуть от переизбытка влаги. Но этого не происходит благодаря действию специализированных сократительных вакуолей. Они удаляют излишек воды с растворенными в ней солями. При этом они обеспечивают гомеостаз — поддержание постоянства внутренней среды организма.

Что такое циста

Амеба протей, как и другие простейшие, особым образом приспособилась к переживанию неблагоприятных условий. Ее клетка перестает питаться, интенсивность всех процессов жизнедеятельности уменьшается, обмен веществ приостанавливается. Амеба перестает делиться. Она покрывается плотной оболочкой и в таком виде переносит неблагоприятный период любой продолжительности. Это периодически происходит каждую осень, а с наступлением тепла одноклеточный организм начинает интенсивно дышать, питаться и размножаться. То же самое может происходить и в теплое время года с наступлением засухи. Образование цист имеет еще одно значение. Оно заключается в том, что в таком состоянии амеб переносит ветер на значительные расстояния, расселяя данный биологический вид.

Раздражимость

Конечно же, о нервной системе у этих простейших одноклеточных речи не идет, ведь организм их состоит всего лишь из одной клетки. Однако это свойство всех живых организмов у амебы протей проявляется в форме таксисов. Этот термин означает ответную реакцию на действие раздражителей различного рода. Они могут быть положительными. Например, амеба четко движется по направлению к пищевым объектам. Это явление по сути можно сравнить с рефлексами животных. Примерами отрицательных таксисов является движение амебы протей от яркого света, из области повышенной солености или механических раздражителей. Эта способность прежде всего имеет защитное значение.

Итак, амеба протей является типичным представителем подцарства Простейшие или Одноклеточные. Эта группа животных является наиболее примитивно устроенной. Их тело состоит из одной клетки, однако она способна выполнять функции целого организма: дышать, питаться, размножаться, двигаться, реагировать на раздражения и неблагоприятные условия окружающей среды. Амеба протей является частью экосистем пресных и соленых водоемов, но способна обитать и в других организмах. В природе она является участником круговорота веществ и важнейшим звеном в цепи питания, являясь основой планктона многих водоемов.

Общая характеристика простейших — урок. Биология, Животные (7 класс).

Царство Животные делится на два подцарства: Одноклеточные и Многоклеточные.

 

Одноклеточные животные состоят из одной клетки. Поэтому другое их название — Простейшие.

 

Поскольку клетка очень мала, простейших сложно увидеть невооружённым глазом, но их очень много. Насчитывается около \(70\) тыс. видов одноклеточных животных (или простейших). К ним относятся амёба, инфузория-туфелька, радиолярия и др.

  

Единственная клетка простейшего живёт как целостный организм.

В ней осуществляются все жизненно важные функции животного: движение, питание, дыхание, выделение, обмен веществ, раздражимость, размножение.

 

Рассмотрим строение и функции такой клетки на примере амёбы обыкновенной.

 

Для амёбы характерны все признаки животной клетки: клеточная мембрана, внутри которой находится цитоплазма с ядром, органеллами и включениями.

 

Обрати внимание!

Наличие в клетке ядра свидетельствует о том, что амёба относится к эукариотам.

Клетка амёбы не имеет постоянной формы.

Полужидкая цитоплазма внутри клетки может перетекать и приводить к выпячиванию клеточной мембраны наружу (рисунок \(1\)).

Так образуются ложноножки, или псевдоподии, с помощью которых амёба передвигается.

У некоторых других простейших имеются реснички и жгутики для более быстрого передвижения.

  

С помощью псевдоподий амёба может захватывать мельчайшие частички пищи (других одноклеточных). Окружая пищу, псевдоподии сближаются и плотно обхватывают её. Так внутри клетки образуется пищеварительная вакуоль (рисунок \(1\)), в которой происходит переваривание захваченной пищи.

 

Обрати внимание!

Как и большинство животных, амёба питается готовыми органическими веществами, поэтому относится к гетеротрофам.

 

Рис. \(1\). Вакуоли

 

Обрати внимание!

Псевдоподии обеспечивают передвижение и захват пищи.

В клетке амёбы есть сократительные вакуоли (рисунок \(1\)). Они помогают

организму простейших выводить избыток воды, ненужные и вредные вещества.

Вакуоль — это полость в цитоплазме клетки, имеющая мембрану и жидкость с растворёнными веществами.

Обрати внимание!

Амёбе свойственна раздражимость — способность реагировать на изменения окружающей среды. Реакции в виде движения по направлению к источнику раздражения или в противоположную сторону называют таксисами. Движение к раздражителю — положительный таксис, от раздражителя — отрицательный таксис.

Амёбе характерно бесполое размножение.

При этом клетка делится на две подобные клетки. Сначала в клетке делится ядро, затем — цитоплазма с остальным содержимым. 

   

Рис. \(2\). Процесс деления клетки надвое

  

У других простейших бывает деление клетки на две или больше клеток (множественное деление, или шизогония). Деление может быть поперечным (например, у инфузории-туфельки) или продольным (например, у эвглены зелёной).

У некоторых простейших есть половое размножение. 

 

Амёба приспособлена к жизни в жидкой среде. В неблагоприятных обстоятельствах (высыхании, резком изменении температур) на поверхности простейших образуется

плотная оболочка, и они превращаются в особую форму — цисту (рисунок \(3\) А).

Образование цисты — способ выживания в неблагоприятных условиях.

Рис. \(3\). Циста амёбы

 

При наступлении благоприятных условий (рисунок \(3\) Б) амёба покидает защитную оболочку цисты и продолжает свою жизнедеятельность. 

Источники:

Рис. 1. Вакуоли © ЯКласс.

Рис. 2. Процесс деления клетки надвое © ЯКласс.

Рис. 3. Циста амёбы © ЯКласс.

самая загадочная группа живых существ на земле

Свойства грибов мало изучены, хотя они играют огромную роль в биосфере. Грибы похожи на растения, но они во многом сходны с животным миром. Одной из проблем сельского хозяйства является поражение культурных растений грибами. Таким грибковым поражением является фитофлора, которая заставляет подмосковных дачников снимать помидоры зелеными.

О биологическом разнообразии грибов и о том, что сближает грибы с животными, рассказывает профессор, доктор биологических наук, заведующий кафедрой микологии и альгологии биологического факультета МГУ Юрий Дьяков.

– Что такое грибы?

– Когда любознательные грибники находят в лесу какие-то удивительные по форме организмы, типа земляной звездочки или веселки, которые в общем не имеют типичную для грибов форму, они несут их к нам, а не к другим специалистам. То есть им понятно, как грибы отличаются от негрибов. Но чем подробнее и глубже смотришь, тем менее ясно, что такое грибы. И есть такое определение: грибы – это эукариотные организмы (то есть организмы, имеющие клеточное ядро), которые питается исключительно соматрофно – то есть не создают, а всасывают питательные вещества всем телом.

Грибы в отличие от растений не способны к фотосинтезу, к созданию органического вещества из неорганического, им нужны в окружающей среде органические соединения. Но они их поглощают не как животные, имеющие специальные ротовые органы, пищеварительный тракт и так далее, а всем своим телом. Этот способ питания наложил особенности на все — на морфологию, биологию, биохимию грибов. У большинства грибов тело их — это сильно разветвленные нити – грибница. Таким способом лучше всего всасывать питательные вещества.

Вторая особенность, что у грибов очень мощные гидролитические ферменты, которые разрушают сложные полимеры, такие как белки, как полисахариды, липиды и другие на отдельные строительные кирпичики – мономеры, которые могут проходить через покровы гриба. Для этого нужны очень мощные ферменты, которые выделяются в окружающую среду. Грибы в биотехнологии используются для получения ферментов, которые расщепляют органические соединения. По своей структуре грибное тело – это, можно сказать, вывернутый наизнанку кишечник, потому что кишечник выделяет ферменты внутрь, и они расщепляют пищу, а грибы выделяют ферменты наружу.

Еще одна особенность, связанная с тем, что для того, чтобы это все всасывать, нужно очень мощное давление. То есть грибная мицелия – это насос, который развивает огромное давление, позволяющие эти растворы в себя вгонять. Скажем, плодовые тела шампиньонов пробивают асфальт.

Другая особенность, это органы, несущие споры. У грибов они поднимаются всегда над субстратом. То, что в народе называется грибы – это как раз структуры, в которых формируются споры.

– Мы обычно называем грибами только часть гриба, его плодовое тело?

– Только орган размножения. Если вы вырываете гриб с участком почвы, то видно, что на нем светлые нити грибниц. Это и есть сам гриб.

– К чему же ближе грибы к животным или растениям?

– Когда Линней создавал свою систему, принципы которой до сих пор общеприняты, и которые молекулярные и генные систематики сегодня стараются пересмотреть, он не знал куда поместить грибы. Он свалил все, что непонятно, в одну кучу, в том числе и грибы, и назвал это – хаос. Сейчас с помощью этих методов, которые позволяют определить генетическое родство организма, то есть анализ не фенотипических признаков, а генома, удалось показать, что грибы – это не единая группа. Грибы состоят, по крайней мере, из трех независимых, совершенно разных эволюционирующих линий. Одна линия – это настоящие грибы. Вторая группа – очень близкая, очень родственная с желто-буроокрашенными водорослями, имеющими хлорофилл С. И третья группа это очень близкие к животным, так называемые миксомицеты, которые как амебы ползают и вообще они не только всасывают, но могут и поглощать с помощью мембранного пузырька целые частицы. Они называются слизевики.

– Действительно ли так велика роль грибов в природе и в круговороте веществ?

– В природе роль грибов двояка. Прежде всего у них имеется уникальный набор ферментов, разрушающих чрезвычайно стойкие биополимеры, такие как целлюлоза и лигнин. По содержанию углерода целлюлоза и лигнин – это два полимера, которые находятся на первом месте среди всех других. Причем они запасаются в древесине, в болотах, в почве.

Целлюлозу способны кроме грибов разрушать также бактерии, живущие в кишечнике жвачных животных, бактерии, которые используются для мочки льна. Но лигнин, этот стойкий полимер, состоящий из конденсированных ароматических колец — это невероятно стойкое вещество, которое кроме грибов не разрушает никто. Он входит в состав древесины, в древесине это он по массе уступает только целлюлозе – клетчатке. А по содержанию углерода даже превосходит клетчатку. При работе целлюлозно-бумажной промышленности вырабатываются отходы лигнина – целые терриконы, и непонятно что с ним делать. Он ядовитый. И сейчас с помощью грибных ферментов эту проблему пытаются решать. Есть очень много биотехнологий, много людей этим делом занимаются. Здесь грибы могут быть полезны.

Но в силу того, что грибы мощные разнообразные ферменты, они являются мощными разрушителями, прежде всего изделий из дерева. Грибы поражают все деревянные строения и деревянные шпалы. Скажем, сейчас тяжелая проблема с прекрасным собором в Кижах, который фактически разрушается и есть много разных программ, как его нужно спасать, но тем не менее.

– Собор в Кижах нужно спасать от грибов?

– Предлагаются разные варианты, вплоть до полной переборки собора. От грибов страдают старинные рукописи. И важнейшая проблема связана с тем, что грибы являются возбудителями многих болезней растений как дикорастущих, так и сельскохозяйственных.

– Расскажите подробнее о болезнях растений вызываемых грибами.

– Грибные эпидемии иногда влияли на судьбы целых народов. В Ирландии после жесточайшей эпидемии фитофторы в течение двух лет погибал весь урожай картофеля. А Ирландии XIX века у 40% населения половину пищевого рациона составлял именно картофель. Поэтому огромное количество ирландцев погибло от голода, а около полутора миллионов эмигрировало в Америку.

– С фитофторой сталкиваются все подмосковные дачники.

– Фитофтора паразитирует на пасленовых растениях — на картошке, на помидорах. Этот гриб появился на картофеле в середине XIX века, а на помидорах примерно лет на 50 позже. Сейчас он приносит вред томатам не меньший, чем картофелю. И все собирают в Подмосковье зеленые помидоры, потому что иначе они сгниют. Еще говорят в народе: как туман упадет, так он вызывает повреждения. Здесь путают причину и следствие. Этот гриб имеет зооспоры, которые должны плавать в воде, поэтому, когда повышается влажность, он интенсивно размножается. Когда перепады ночных и дневных температур, роса, туманы, тогда идет массовое заражение.

Урок 4: Продовольственные цепочки | MpalaLive

1. Сеть жизни

Цель:

Учащиеся поймут концепцию пищевой цепи и продемонстрируют пищевую цепочку пастбищ.

Материалы:

• Картины животных, реки, дерева, травы, солнца
• Клубок пряжи / катушка шпагата

Процедура:

Прочтите Большое дерево Капока, Линн Черри.Попросите студентов назвать всех животных, которые зависят от одного дерева.

Раздайте каждому участнику картинку.

Сначала продемонстрируйте пищевую цепочку, простую взаимозависимость, связав ученика с картой солнца (источником всей энергии), со студентом с картой травы, с учеником с картой зебры, с учеником с картой льва.

Покажите влияние человека на простую пищевую цепочку. Человек может:

• Рубить деревья (никаких деревьев, ничего для травоядных, травоядные умрут, львам и другим хищникам нечего будет есть.Они начнут есть наш скот.)
• Избыток охоты (Если мы убьем львов, будет слишком много зебр, и им понадобится больше травы. Они будут есть траву с наших пастбищ.)

Баланс — это ключ к успеху! Объясните, что взаимодействия в системе лугов более сложны, чем это. Например, солнце дает больше, чем просто траву, а львы едят не только зебр.

Пусть участники теперь встанут в круг, не в порядке (то есть не все производители вместе, затем первичные потребители, затем вторичные потребители и т. Д.)

Отдайте клубок человеку с солнцем. Затем попросите этого человека передать пряжу человеку с картой организма, которую поддерживает солнце. Если солнце поддерживает более одного организма в круге, передайте веревку обратно к солнцу, а от солнца к другому организму, который оно поддерживает.

Продолжайте, спрашивая растения, какие организмы они могут поддерживать, и так далее.

Продолжайте идти по цепочке, пока не дойдете до лучших потребителей. Нить представляет собой запутанную паутину в середине круга.Пищевые цепи сложны, и баланс, который они создают, очень важен.

Снова обсудите влияние человека в сети, попросив учащихся ронять веревку, если воздействие человека убивает их организм. Например, чрезмерная охота заставит львов уронить веревки. Что случается?

Возможные вопросы

• Знаете ли вы, почему травоядных животных больше, чем плотоядных?
• Что делать, если одно животное из пищевой цепи исчезнет? А как насчет одного уровня пищевой цепочки? Производители? Разложители? Травоядные?
• Как люди вписываются в пищевую цепочку?
• Что может произойти, если животное, не обитающее в данной местности, попадет в местную пищевую цепочку?
• Что может случиться, если убрать животное из пищевой цепи?
• Как солнце и дождь могут повлиять на пищевую цепочку? Засуха?
• Почему пищевая сеть является более точным изображением природы, чем пищевая цепь или пирамида?

2.Тег пищевой цепи

Для этого занятия требуется большая открытая площадка. В классе от 25 до 40 учеников выберите от трех до пяти, чтобы они были хищниками, и от семи до десяти, чтобы они были едителями растений. Остальное — растения. Это представляет собой сбалансированную систему, в которой растений больше, чем растительноядных, растительноядных больше, чем хищников, а хищников меньше всего. Учащиеся могут выбрать, какие травоядные и хищники будут в их группах. (Пример: зебры Греви питаются растениями, а львы — хищниками).

Каждая группа выбирает жесты руками, которые будут отличать их от других групп. (Пример: растения могут захотеть протянуть руки по бокам, чтобы представить листья, едоки растений (орикс) могут держать руки за головы, изображая рога, а хищники (львы) могут поднимать руки вверх, как лапы. с обнаженными когтями). Хищники пытаются пометить травоядных, которые пытаются пометить растения. Поскольку хищники после смерти разлагаются и становятся удобрением, растения пытаются пометить хищников.После того, как вас отметили, вы превращаетесь во все, что на вас отметило.

По прошествии некоторого времени остановите игру, чтобы посмотреть, сколько растений, травоядных и хищников осталось. Игра должна возобновиться, но должна быть остановлена ​​несколько раз до конца, чтобы определить, что произошло и почему. Пройдя несколько раундов игры, выберите одно из растений, чтобы снова войти в игру как человек. Правила для человека разные: человек может пометить кого угодно, но никто не может пометить человека. Каждый раз, когда человек отмечает кого-то, этот игрок становится другим человеком.Посмотрите, сколько времени пройдет, прежде чем все игроки станут людьми.

Обсудите изменения и взаимосвязи, которые демонстрирует игра. Некоторые вопросы для обсуждения могут включать:

1. Что происходит с растениями и растительноядными, если многие из хищников были пойманы?
2. Что произойдет с растениями, если многие из них будут пойманы?
3. Что происходит, когда люди используют слишком большую часть пищевой цепи? Как мы можем этого избежать?
4. Попросите учащихся записать, что произошло, в свои записные книжки, включая иллюстрацию пищевой цепочки, которую они представляли.Поговорите об адаптации, которую должны были бы развить различные организмы, чтобы выжить, если один из видов в пищевой цепи вымрет.

Потребители | Национальное географическое общество

Аллигатор ( Alligator mississippiensis ) в луговой прерии в Эверглейдс Флориды ленивается на берегу медленно движущегося водного канала. Большая белая цапля (Ardea alba) крадет рыбу на мелководье. Кузнечик ( Brachystola magna ) грызет лист астры.Енот (Procyon lotor) роется в иле в поисках пресноводных мидий. Эти животные сильно отличаются друг от друга и живут по-разному, но у них есть кое-что общее: в этой экосистеме все они являются потребителями.

Внутри каждой экосистемы организмы взаимодействуют, перемещая энергию предсказуемым образом. Эти взаимодействия можно представить в виде того, что ученые называют трофической пирамидой. Первичные продуценты — растения, водоросли и бактерии — составляют основу пирамиды, первого трофического уровня.Посредством процесса, называемого фотосинтезом, производители улавливают энергию солнца и используют ее для создания простых органических молекул, которые они используют в пищу.

Потребители составляют верхние трофические уровни. В отличие от производителей, они не могут готовить еду самостоятельно. Чтобы получить энергию, они едят растения или других животных, а некоторые едят и то, и другое.

Ученые различают несколько типов потребителей. Второй трофический уровень составляют первичные потребители. Их еще называют травоядными. Они едят первичных продуцентов — растения или водоросли — и ничего больше.Например, кузнечик, обитающий в Эверглейдс, является основным потребителем. Другими примерами основных потребителей являются белохвостые олени, которые питаются луговыми травами, и зоопланктон, питающийся микроскопическими водорослями в воде.

Далее идут вторичные потребители, которые питаются первичными потребителями. Вторичные потребители — в основном плотоядные животные, от латинского слова, означающего «мясоед». В Эверглейдс цапли и аллигаторы — плотоядные животные. Они едят только других животных. Большинство хищников охотятся и убивают других животных, но не все хищники.Некоторые из них, известные как падальщики, питаются уже мертвыми животными.

Некоторые потребители питаются живыми животными, но не убивают их. Например, маленькие паукообразные, называемые клещами, прикрепляются к другим животным и питаются их кровью, но клещи не считаются хищниками. Вместо этого их называют паразитами.

Некоторые вторичные потребители едят как растения, так и животных. Их называют всеядными, от латинского слова, означающего «ест все». Енот — пример всеядного животного; он ест растительные вещества, такие как ягоды и желуди, но также ловит раков, лягушек, рыбу и других мелких животных.

Экосистемы также могут иметь третичных потребителей, плотоядных животных, которые поедают других хищников. Белоголовый орлан — пример третичного потребителя, которого вы можете увидеть возле прибрежных мангровых островов Эверглейдс. В его рацион входят хищные рыбы, которые едят рыбу, питающуюся водорослями, а также змеи, питающиеся травоядными болотными кроликами. Он считается «высшим хищником», потому что никакие другие животные, обитающие в экосистеме, не охотятся и не едят его. Когда главный хищник умирает, его поедают падальщики или разлагатели.

Помимо потребителей и производителей, которые их поддерживают, в экосистемах есть разлагатели. Эти организмы получают питание от мертвого органического материала, такого как разлагающиеся листья растений или мертвые рыбы, которые опускаются на дно пруда.

Бруцеллез — симптомы и причины

Обзор

Бруцеллез — это бактериальная инфекция, которая передается от животных к людям. Чаще всего люди заражаются при употреблении сырых или непастеризованных молочных продуктов.Иногда бактерии, вызывающие бруцеллез, могут распространяться по воздуху или при прямом контакте с инфицированными животными.

Признаки и симптомы бруцеллеза могут включать жар, боль в суставах и утомляемость. Инфекцию обычно можно лечить антибиотиками. Однако лечение занимает от нескольких недель до месяцев, и инфекция может повториться.

Бруцеллез поражает сотни тысяч людей и животных во всем мире. Избегание сырых молочных продуктов и меры предосторожности при работе с животными или в лаборатории могут помочь предотвратить бруцеллез.

Товары и услуги

Показать больше товаров от Mayo Clinic

Симптомы

Симптомы бруцеллеза могут проявиться в любое время от нескольких дней до нескольких месяцев после заражения. Признаки и симптомы аналогичны гриппу и включают:

• Лихорадка
• Озноб
• Потеря аппетита
• Толстовки
• Слабость
• Усталость
• Боль в суставах, мышцах и спине
• Головная боль

Симптомы бруцеллеза могут исчезать на несколько недель или месяцев, а затем возвращаться.Некоторые люди страдают хроническим бруцеллезом и испытывают симптомы в течение многих лет даже после лечения. Долгосрочные признаки и симптомы могут включать:

• Усталость
• Рецидивирующие лихорадки
• Воспаление внутренней оболочки камер сердца (эндокардит)
• Воспаление суставов (артрит)
• Артрит костей позвоночника (спондилит)
• Артрит суставов, соединяющих позвоночник и таз (сакроилеит)

Когда обращаться к врачу

Бруцеллез бывает сложно распознать, особенно на ранних стадиях, когда он часто напоминает другие заболевания, например грипп.Обратитесь к врачу, если у вас быстро поднимается температура, появляются мышечные боли или необычная слабость и есть какие-либо факторы риска заболевания, или если у вас стойкая лихорадка.

Причины

Бруцеллез поражает многих диких и домашних животных, в том числе:

• Крупный рогатый скот
• Козы
• Овца
• Свиньи и кабаны
• Собаки, особенно охотничьи
• Олень
• Лось
• Зубр
• Карибу
• Лось
• Верблюды

Форма бруцеллеза также поражает морских котиков, морских свиней и некоторых китов.

Наиболее распространенные пути распространения бактерий от животных к людям:

• Употребление сырых молочных продуктов. Бактерии бруцеллы в молоке инфицированных животных могут передаваться людям через непастеризованное молоко, мороженое, масло и сыры. Бактерии также могут передаваться через сырое или недоваренное мясо инфицированных животных.
• Вдыхание загрязненного воздуха. Бактерии бруцеллы легко распространяются в воздухе. Фермеры, охотники, лаборанты и бойни могут вдыхать бактерии.
• Прикосновение к крови и биологическим жидкостям инфицированных животных. Бактерии из крови, спермы или плаценты инфицированного животного могут попасть в ваш кровоток через порез или другую рану. Поскольку нормальный контакт с животными — прикосновение, расчесывание или игра — не вызывает инфекции, люди редко заражаются бруцеллезом от своих домашних животных. Даже в этом случае людям с ослабленной иммунной системой следует избегать контакта с собаками, о которых известно, что они болеют этим заболеванием.

Бруцеллез обычно не передается от человека к человеку, но в некоторых случаях женщины передают болезнь своим детям во время родов или через грудное молоко.В редких случаях бруцеллез может передаваться половым путем, при переливании зараженной крови или костного мозга.

Факторы риска

Хотя бруцеллез в Соединенных Штатах встречается редко, он чаще встречается в других частях мира, особенно:

• Южная Европа, включая Португалию, Испанию, Турцию, Италию, Грецию, Южную Францию ​​
• Восточная Европа
• Мексика, Южная и Центральная Америка
• Азия
• Африка
• Карибский бассейн
• Ближний Восток

Профессии с повышенным риском

Люди, работающие с животными или контактирующие с инфицированной кровью, подвергаются более высокому риску заболевания бруцеллезом.Примеры включают:

• Ветеринары
• Молочные фермеры
• Владельцы ранчо
• Рабочие скотобойни
• Охотники
• Микробиологи

Осложнения

Бруцеллез может поражать практически любую часть вашего тела, включая репродуктивную систему, печень, сердце и центральную нервную систему. Хронический бруцеллез может вызвать осложнения только в одном органе или во всем теле. Возможные осложнения включают:

• Воспаление внутренней оболочки камер сердца (эндокардит). Это одно из самых серьезных осложнений бруцеллеза. Нелеченный эндокардит может повредить или разрушить сердечные клапаны и является основной причиной смертей, связанных с бруцеллезом.
• Артрит. Воспаление суставов проявляется болью, скованностью и припухлостью суставов, особенно колен, бедер, лодыжек, запястий и позвоночника. Воспаление суставов позвоночника (спондилит) или суставов, соединяющих нижнюю часть позвоночника и таз (сакроилеит), может быть особенно трудно поддающимся лечению и может вызвать длительные повреждения.
• Воспаление и инфекция яичек (эпидидимоорхит). Бактерии, вызывающие бруцеллез, могут инфицировать придаток яичка, спиральную трубку, соединяющую семявыносящий проток и яичко. Оттуда инфекция может распространиться на само яичко, вызывая отек и боль, которые могут быть сильными.
• Воспаление и инфекция селезенки и печени. Бруцеллез также может поражать селезенку и печень, вызывая их увеличение сверх обычного размера.
• Инфекции центральной нервной системы. К ним относятся потенциально опасные для жизни заболевания, такие как воспаление оболочек, окружающих головной и спинной мозг (менингит), или воспаление самого мозга (энцефалит).

Профилактика

Чтобы снизить риск заражения бруцеллезом, соблюдайте следующие меры предосторожности:

• Избегайте непастеризованных молочных продуктов. В последние годы в Соединенных Штатах лишь несколько случаев бруцеллеза были связаны с сырыми молочными продуктами из домашних животных.Тем не менее, лучше избегать непастеризованного молока, сыра и мороженого, независимо от их происхождения. Если вы путешествуете в другие страны, избегайте всех сырых молочных продуктов.
• Тщательно приготовьте мясо. Готовьте кусок мяса, пока он не достигнет внутренней температуры 145 F (63 C), и дайте ему постоять не менее трех минут — средней степени готовности. Готовьте фарш до 160 F (71 C) — хорошо прожаренный. Готовьте всю домашнюю птицу, включая фарш, до 165 F (74 C). Путешествуя за пределы США, избегайте недоваренного мяса.
• Надеть перчатки. Если вы ветеринар, фермер, охотник или работник бойни, надевайте резиновые перчатки при работе с больными или мертвыми животными, тканями животных или при оказании помощи животным при родах.
• Соблюдайте меры предосторожности на рабочих местах с повышенным риском. Если вы работаете в лаборатории, обращайтесь со всеми образцами в соответствующих условиях биобезопасности. На бойнях также следует соблюдать защитные меры, такие как отделение цеха убоя от других производственных участков и использование защитной одежды.
• Вакцинировать домашних животных. В Соединенных Штатах в результате агрессивной программы вакцинации почти полностью ликвидирован бруцеллез в стадах домашнего скота. Поскольку вакцина против бруцеллеза живая, она может вызывать заболевание у людей. Любой, кто случайно укололся иглой во время вакцинации животного, должен получить лечение.

25 сентября 2021 г.

Загадки, связанные с иммунитетом к Naegleria fowleri

PLoS Pathog.2020 Apr; 16 (4): e1008406.

E. Ashley Moseman

Кафедра иммунологии Медицинской школы Университета Дьюка, Дарем, Северная Каролина, Соединенные Штаты Америки

Одри Рэган Одом Джон, редактор

Кафедра иммунологии Медицинской школы Университета Дьюка, Дарем , Северная Каролина, Соединенные Штаты Америки

Детская больница Филадельфии, СОЕДИНЕННЫЕ ШТАТЫ

Автор заявил, что никаких конкурирующих интересов не существует.

Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution License, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии указания автора и источника. Эта статья цитируется другими статьями в PMC. .

Введение

Свободноживущие амебы (FLA) — замечательные одноклеточные двигатели, которые прокладывают себе путь в самых разных средах. Однако иногда эти амебы оказываются внутри человеческого хозяина, и развивается необычная и смертельная оппортунистическая инфекция.FLA Naegleri fowleri является возбудителем инвазивной и летальной формы менингоэнцефалита, известной как первичный амебный менингоэнцефалит (ПАМ). По данным CDC, с 1962 года в США у 147 пациентов была диагностирована ПАМ. Тем не менее, поскольку отличить ПАМ от других типов менингита и энцефалита бывает сложно, вполне вероятно, что многие случаи ПАМ просто никогда не выявляются, особенно в регионах. мира с системами здравоохранения с ограниченными ресурсами.Потому что N . fowleri — теплолюбивый организм, повышение глобальных температур продлит сезоны роста и расширит совместимые места обитания. Фактически, хотя N . Инфекция fowleri, и PAM не являются заболеванием, подлежащим регистрации на национальном уровне, есть свидетельства того, что за последние 10–15 лет количество зарегистрированных инфекций расширилось [1]. В сочетании с потенциально более активным отдыхом на воде, потепление климата может способствовать столкновению амебного роста и человеческой активности.

Столкновение:

N . fowleri Встреча с млекопитающими-хозяевами

Как свободноживущая амеба, N . fowleri полностью способна к воспроизводству без хозяина, и млекопитающие, безусловно, не являются обязательным шагом в N . fowleri жизненный цикл. Действительно, N . fowleri встречаются в теплой пресной воде по всему миру, что делает человеческий контакт обычным и, как правило, доброкачественным. N . fowleri может существовать в 3 формах: форма покоящейся кисты, мигрирующая жгутиконосица и патогенный трофозоит, который питается и делится.ПАМ возникает, когда трофозоиты проникают в носовые раковины, пересекают обонятельный эпителий (ОЭ), попадают в пучки обонятельных нервов и мигрируют в мозг, где вызывают интенсивную воспалительную реакцию и летальное повышение внутричерепного давления. Хоть N . Инфекция fowleri является чисто условно-патогенной, в отличие от многих других условно-патогенных инфекций, она не связана с индивидуумами с ослабленным иммунитетом; напротив, пациенты с ПАМ обычно молоды и кажутся здоровыми во время воздействия [2].Внезапное заражение и смерть в остальном здоровых молодых людей лежит в основе двух самых больших загадок, окружающих N . fowleri инфекции: почему одни люди заражаются, а другие нет, когда они подвергаются, казалось бы, схожим условиям? Почему носовой N . fowleri помещения единственный путь с ужасными последствиями? Эти 2 неизвестных, вероятно, связаны, потому что, хотя существуют животные модели висцерального / периферического наэглериоза [3], периферическая инфекция человека практически неизвестна, даже когда люди, несомненно, проглатывают паразитов или обнажают открытые раны.

Следовательно, критический компонент N . Смертельный оппортунизм fowleri , вероятно, заключается в прорыве барьера внутри носовых раковин. Есть данные, что N . fowleri может проникать через респираторный эпителий [4], но наши эксперименты показывают, что это довольно редко. Однако пробивание соседних OE обеспечивает N . fowleri с немедленным доступом к обонятельным сенсорным пучкам аксонов [5], которые де-факто служат «туннелями» для миграции амеб непосредственно в мозг (), минуя обычные барьерные защиты центральной нервной системы (ЦНС).Хотя было высказано предположение, что амеба активно хемотаксирует ткани мозга [6], возможно, анатомические структуры OE просто обеспечивают путь наименьшего сопротивления, ведущий к мозгу. В любом случае, сама по себе анатомия не может объяснить, почему иммунные механизмы, достаточные где-то на периферии, не работают в пределах OE. Могут ли различия в иммунном ответе частично объяснить, почему у некоторых людей развивается ПАМ? Исследования титров человеческих сывороточных и слизистых антител обнаружили широко распространенные доказательства иммунного ответа против Naegleria в результате субклинического N . fowleri экспозиция [7–10]. Эти иммунные ответы могут возникать после неольфакторного воздействия или обонятельного клиренса менее патогенных штаммов N . Фаулери . Хотя нет никаких доказательств того, что явный иммунодефицит предрасполагает к N . fowleri , наличие выявляемых, но вариабельных иммунных ответов предполагает, что различия в врожденном и адаптивном иммунитете способствуют развитию PAM.

Модель раннего обонятельного иммунного ответа на N . fowleri инфекция.

( A) Вода, поступающая в обонятельные носовые раковины, доставляет N . fowleri к поверхности обонятельного эпителия. IgA, IgM и IgG, секретируемые в дыхательных путях, потенциально мешают прикреплению к поверхности эпителия, и паразит безвредно вымывается. (B) Если этот ответ антител недостаточен, N . fowleri взаимодействие с обонятельной поверхностью приводит к раннему (примерно 10 часов) и устойчивому врожденному ответу.Этот ранний клеточный ответ характеризуется проникновением воспалительных клеток, особенно нейтрофилов, в пространство дыхательных путей, где они уменьшают количество амеб за счет эффекторных механизмов или механического ингибирования взаимодействия амеб с эпителиальной поверхностью. (C) Когда первоначальные механизмы не в состоянии предотвратить инвазию обонятельных паразитов, могут быть запущены врожденные реакции внутри OE. В этих ответах участвуют макрофагальные и моноцитарные клональные клетки, но снова в них преобладают нейтрофилы.Однако некоторые паразиты на этом этапе ускользают от иммунного обнаружения, что позволяет им продолжать проникать глубже в собственную пластинку. N . fowleri Инвазия собственной пластинки приводит к проникновению паразита в пучки обонятельных нервов. (D) Эти структуры служат проводниками аксонов OSN для достижения мозга, но теперь они становятся прямым путем паразитов в мозг. Иногда врожденные клетки распознают амебы в пучках аксонов, но многочисленные амебы проникают в мозг. (E) Попав в мозг, N . fowleri размножаются и в конечном итоге вызывают массивную воспалительную инфильтрацию, состоящую из нейтрофилов, моноцитов и эозинофилов, которая приводит к летальности. IgA, иммуноглобулин А; IgG, иммуноглобулин G; IgM, иммуноглобулин M; IgM; N . fowleri , Naegleria fowleri ; OE, обонятельный эпителий; OSN, обонятельные сенсорные нейроны.

Препятствия на пути к пониманию иммунитета к Naegleria

Поскольку до сих пор не существует эффективных клинических методов лечения ПАМ, определение механизмов, лежащих в основе ранней иммунной недостаточности, и факторов, которые ускоряют последующее молниеносное воспаление, может предполагать улучшения в клинической помощи.Расшифровка этих иммунных механизмов и ретроспективное понимание иммунного ответа человека является особенно сложной задачей из-за быстроты PAM и редкости выживших пациентов. К счастью, животные модели PAM кажутся удивительно похожими на человеческие инфекции и предлагают мощный инструмент для характеристики того, как иммунная система воспринимает и реагирует на N . Фаулери . В то время как эксперименты in vitro выявили множество патогенных механизмов, используемых N . fowleri [11], недостаток механистических исследований in vivo иммунного ответа на N . fowleri оставил без ответа многие базовые вопросы. Разве нарушение обонятельного барьера однозначно приводит к смерти, или же должна быть комбинированная неспособность адаптивных и врожденных механизмов вызвать ПАМ? Какие защитные иммунные реакции могут в первую очередь предотвратить заражение людей? Какие клетки и механизмы важны для уничтожения N . fowleri in vivo? Полезен ли иммунный ответ для хозяина или просто вызывает дальнейший ущерб? Мы не можем полностью ответить на эти вопросы, но в этом обзоре подчеркивается наше текущее понимание, а также то, что остается неясным.

Врожденный иммунный ответ на Naegleria: интенсивный и неполный

Инфильтрация иммунных клеток в ЦНС тесно связана с отеком, который вызывает грыжу и смерть у пациентов с ПА. Однако истощение CD11b-экспрессирующих клеток ускоряет гибель в моделях на животных, предполагая, что нейтрофилы и инфильтрирующие гематопоэтические клетки являются важным источником антиамебного давления [12], даже если избыточное питание может способствовать летальности. В отличие от интенсивного воспаления на конечной стадии PAM, начальный инвазивный процесс амебы в высшей степени невоспалительный.Рохас-Эрнандес и его коллеги охарактеризовали очень ранний клеточный экссудат в носовых раковинах через несколько часов после заражения [4], однако паразиты затем вторглись в OE и проследовали по обонятельным трактам аксонов к мозгу, не вызвав значительного количества врожденных воспалительных клеток [5,13]. (). В конечном итоге амебы обнаруживаются, и последующая инфильтрация нейтрофилов, эозинофилов, моноцитов и макрофагов [13] запускает каскад кровоизлияния и литического некроза в головном мозге через 3-4 дня после заражения.Хотя воспаление, в конечном счете, характеризует это заболевание, следует особо отметить неспособность обнаружить паразитов на раннем этапе и задействовать эффективные антиамебные механизмы. То, как фагоцитарные паразиты могут незаметно мигрировать в ЦНС, трудно согласовать с общепринятыми взглядами на привлечение врожденных клеток к участкам клеточного повреждения. Эта способность отдельных паразитов проникать в ЦНС без выявления иммунной системы, вероятно, играет решающую роль в неспособности контролировать амебу и предотвращать летальный исход.

Как же тогда иммунная система распознает амебную инвазию? В отличие от бактериальных или вирусных патогенов, N . fowleri является эукариотическим, и большинство рецепторов распознавания образов млекопитающих не распознают его как чужеродный. Активация комплемента, особенно опосредованная антителами, может стимулировать повышенную активность нейтрофилов против амеб [14,15]. Кроме того, известно, что продукты расщепления комплемента служат в качестве хемотаксического стимула для рекрутирования иммунных клеток. Однако патогенные варианты N . fowleri устойчивы к нижестоящему лизису, опосредованному комплементом [16], и существует скудное количество доказательств того, что комплемент важен для N in vivo. fowleri сдерживание. Потому что нейтрофилы не проявляют внутреннего хемотаксического ответа на N . fowleri [15], как звонит сигнал тревоги? Активация комплемента может вносить свой вклад, но помимо этого неясно, какие типы клеток могут распознавать присутствие амебы в дыхательных путях, OE или головном мозге. Амебы, вероятно, повреждают клетки-хозяева, поскольку они разрушают межклеточные матриксы или отрывают мембраны клеток-хозяев для питания посредством трогоцитоза [17].Такой подход «бык в посудной лавке» должен приводить к высвобождению внеклеточного АТФ из клеток-хозяев, однако имеется мало данных, подтверждающих рекрутирование [18] врожденных клеток на основе пуринергических рецепторов на N . fowleri в пределах OE или CNS. Несколько исследований показали, что антиамебные реакции нейтрофилов регулируются цитокинами, продуцируемыми другими клетками [14,19]. В частности, было показано, что фактор некроза опухоли альфа (TNFα) «разрешает» или «пробуждает» нейтрофилы для взаимодействия и нацеливания на амебы. для разрушения, вероятно, через механизмы, которые зависят от миелопероксидазы, образования супероксида или высвобождения нейтрофильной внеклеточной ловушки (NET) [19–23].По отдельности у иммунных клеток мало шансов против N . fowleri ; тем не менее, нейтрофилы могут использовать технику групповой атаки, при которой многочисленные нейтрофилы окружают отдельную амебу для централизованного воздействия на эффекторную активность [13,14] (). Как нейтрофилы могут определять местонахождение амебы и нацеливаться на нее, неясно, но неспособность сигнальных клеток обнаруживать N . fowleri и вызвать лицензирующий стимул, такой как TNFα, может частично отвечать за N . fowleri — абсолютное уклонение от иммунитета. Действительно, обход дозорного распознавания с помощью инъекции мощного индуктора TNFα (мурамилдипептида) защищает животных от PAM даже после того, как начались проявления болезни [24] — поистине замечательное открытие, которое предполагает, что можно усилить или ослабить определенные иммунные функции для адаптации менее патологический и более защитный иммунный ответ [25].

Адаптивный иммунитет к Naegleria — важный посредник в предотвращении?

Изучение адаптивного иммунного ответа на N .Заражение fowleri у пациентов с ПАМ особенно сложно из-за быстрого смертельного течения болезни. Исследования in vitro показали, что N . fowleri может быстро интернализовать поверхностно-связывающие антитела [26,27], поведение, которое, как предполагается, подрывает полезность гуморального ответа. Тем не менее, in vivo амеба может первоначально интернализовать антитела, но сыворотка будет постоянно пополнять локальные концентрации антител и управлять эффекторной активностью. Несколько стратегий иммунизации с использованием амебного лизата, супернатанта клеточной культуры, живой амебы, фиксированной амебы и специфического белка с помощью различных путей инокуляции привели к измеряемым титрам антител и различной степени защиты [2].Эксперименты по переносу иммунной сыворотки подтвердили, что циркулирующие антитела являются доминирующим защитным адаптивным иммунным механизмом [28,29] (). Кроме того, было показано, что интратекальное введение терапевтических моноклональных антител увеличивает выживаемость животных [30]. Антитела потенциально влияют на амебный образ жизни несколькими способами в зависимости от их изотипа: они могут опсонизироваться, чтобы способствовать фагоцитозу или эффекторной активности, опосредованному рецептором, кристаллизующимся фрагментами (Fc), активировать комплемент для нацеливания иммунных клеток на амебу, а также способствовать прямому лизису.Однако анализ сыворотки крови человека показал, что большинство антител против Naegleria направлено на внутренние структуры [31], а не на защитные поверхностные антигены. И из них первичный изотип антитела, генерированный на N . Инфекция fowleri у человека представляет собой иммуноглобулин M (IgM) [2]. Хотя IgM может гонять N . fowleri агглютинация [32] и активация комплемента, высокая молекулярная масса IgM (приблизительно 900 кДа) может препятствовать прохождению гематоэнцефалического барьера для доступа к инфицированному мозгу.

Смещение IgM в N . fowleri гуморальный ответ может быть результатом нескольких факторов. Амебные поверхностные антигены могут способствовать Т-независимым ответам (как в случае с бактериальными полисахаридами [33]), или могут быть дефекты в репертуаре, праймировании и функциях специфичных для Naegleria CD4 +, которые способствуют переключению класса антител. Клеточный иммунитет против N . fowleri наблюдалась в форме гиперчувствительности замедленного типа [34], но тщательного анализа амеб-специфической функциональности CD4 + Т-клеток после инфицирования или вакцинации не проводилось.У иммунизированных животных уровни IL-4 коррелировали с выживаемостью — эффект, зависящий от STAT6, предполагая роль клеток Th3 в облегчении антиамебного ответа на вакцину [35]. Известно, что тканеспецифическое воздействие вызывает иммунную предвзятость, и действительно, интраназальные вакцинации привели к значительному увеличению количества N . fowleri -связывающие титры антител IgG и IgA, которые коррелировали с защитой от летального заражения [35,36] (). И все же мы принципиально не понимаем, как N . fowleri — специфические адаптивные иммунные ответы, в частности, как и где антигенпрезентирующие клетки приобретают амебный антиген, а также как эти клетки могут координировать адаптивный иммунный ответ в соответствующих тканях.

Есть много открытых вопросов, касающихся фундаментальных иммунологических процессов во время N . fowleri инфекция (). Защитный потенциал ответов антител очевиден; тем не менее, анализ соответствующих изотипов антител и рецепторов Fc, обеспечивающих защитный иммунитет, по-прежнему необходим для разработки вакцины или иммунотерапевтических подходов.И хотя титры антител легко измерить, определение роли других лимфоцитов, таких как естественные клетки-киллеры (NK), NKT-клетки, гамма / дельта-Т-клетки или даже потенциально CD8 + Т-клетки, требует всесторонних механистических исследований in vivo. Это потребует обращения вспять исторической нехватки финансирования фундаментальных исследований реакции хозяина на N . fowleri и другие свободноживущие амебные патогены, но будут катализировать трансформирующие изменения в профилактических и терапевтических клинических вариантах разрушительного заболевания.

Таблица 1

Основные наблюдения	Избранные источники	Открытые вопросы
Врожденные иммунные клетки обеспечивают устойчивость к амебе.	[12,22,24]	Какую роль играют определенные типы клеток в распознавании и эффекторной функции; эффекторные механизмы?
Антитела против N . fowleri может быть защитным.	[28–30]	Какие классы и функции антител имеют решающее значение на ранних и поздних стадиях инфекции?
У здоровых людей обычно N . fowleri реактивные антитела.	[7–9,26]	Связывают ли человеческие антитела консервативные эпитопы по N . fowleri штаммов? Направлены ли консервативные антигены (поверхностные или внутриклеточные)? Какое смещение изотипа антител между людьми?

Заключительные замечания

Невозможно узнать, насколько часто встречается «субклиническая» инфекция Naegleria , хотя есть свидетельства того, что люди из более теплых южных штатов с более предполагаемым воздействием Naegleria обладают большей активностью сывороточных антител [32] .Вполне возможно, что бессимптомная инфекция Naegleria возникает регулярно, но просто сдерживается и устраняется [37]. Однако это мало утешения для тех немногих людей, у которых стечение обстоятельств, недостаточный иммунитет и удача. Понимание роли иммунитета в предотвращении PAM должно пролить свет на разочаровывающий фундаментальный вопрос, который задают семьи жертв PAM: почему?

Заявление о финансировании

EAM поддерживается Программой стипендий семьи Уайтхед и финансированием стартапов Университета Дьюка.Финансирующие организации не играли никакой роли в дизайне исследования, сборе и анализе данных, принятии решения о публикации или подготовке рукописи.

Ссылки

1. Kemble SK, Lynfield R, DeVries AS, Drehner DM, Pomputius WF, Beach MJ, et al. Смертельная инфекция Naegleria fowleri, приобретенная в Миннесоте: возможный расширенный круг смертельного термофильного организма. Clin Infect Dis. 2012 г. Март; 54 (6): 805–809. 10.1093 / cid / cir961 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 2. Висвесвара Г.С., Моура Х., Шустер Флорида. Патогенные и условно-патогенные свободноживущие амебы: Acanthamoebaspp., Balamuthia mandrillaris, Naegleria fowleri и Sappinia diploidea. FEMS Immunol Med Microbiol. 2007 г. Июнь; 50 (1): 1-26. 10.1111 / j.1574-695X.2007.00232.x [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 3. Калбертсон К.Г., Энсмингер П.В., Овертон В.М. Амебная клеточно-кожная инвазия Naegleria aerobia с генерализованными висцеральными поражениями после подкожной инокуляции: экспериментальное исследование на морских свинках. Am J Clin Pathol. 1972 г. Март, 57 (3): 375–86. 10.1093 / ajcp / 57.3.375 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 4. Рохас-Эрнандес С., Харилло-Луна А., Родригес-Монрой М., Морено-Фиеррос Л., Кампос-Родригес Р.Иммуногистохимическая характеристика начальных стадий менингоэнцефалита Naegleria fowleri у мышей. Parasitol Res. 2004 г. Сентябрь; 94 (1): 31–36. 10.1007 / s00436-004-1177-6 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 5. Яролим К.Л., МакКош Дж. К., Ховард М.Дж., Джон Д.Т. Изучение световой микроскопии миграции Naegleria fowleri из подслизистой оболочки носа в центральную нервную систему на ранней стадии первичного амебного менингоэнцефалита у мышей. J Parasitol. 2000 г. Февраль 1; 86 (1): 50–55. 10.1645 / 0022-3395 (2000) 086 [0050: АЛЬМСОТ] 2.0.CO; 2 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 6. Baig AM. Первичный амебный менингоэнцефалит: нейрохемотаксис и нейротропные предпочтения Naegleria fowleri. ACS Chem Neurosci. 2016 г. апрель 13; 7 (8): 1026–1029. 10.1021 / acschemneuro.6b00197 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 7. DUBRAY BL, WILHELM WE, JENNINGS BR. Серология Naegleria fowleri и Naegleria lovaniensis в больничном обследовании 1. J Eukaryot Microbiol. 1987 г. август 1; 34 (3): 322–327. [PubMed] [Google Scholar] 8. Марчиано-Кабрал Ф., Клайн М.Л., Брэдли С.Г.Специфичность антител из сывороток человека к видам Naegleria. J Clin Microbiol. 1987 г. Апрель; 25 (4): 692–627. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 9. Ривера В., Эрнандес Д., Рохас С., Оливер Дж., Серрано Дж., Шибаяма М. и др. IgA и IgM антитела против Naegleria fowleri в сыворотке и слюне человека. Может J Microbiol. 2001 г. Май; 47 (5): 464–466. [PubMed] [Google Scholar] 10. Ларес-Хименес Л.Ф., Боркес-Роман М.А., Альфаро-Сифуэнтес Р., Меза-Монтенегро М.М., Касильяс-Эрнандес Р., Ларес-Вилла Ф. Обнаружение сывороточных антител против Balamuthia mandrillaris, Naegleria fowleri и Acanthamoeba у детей и подростков.Exp Parasitol. 2018. Мая 31; 189: 28–33. 10.1016 / j.exppara.2018.04.011 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 11. Марчиано-Кабрал Ф., Кабрал Г.А. Иммунный ответ на Naegleria fowleri amebae и патогенез инфекции. FEMS Immunol Med Microbiol. 2007 г. Ноябрь; 51 (2): 243–259. 10.1111 / j.1574-695X.2007.00332.x [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 12. Ферранте А., Картер Р.Ф., Лопес А.Ф., Роуэн-Келли Б., Хилл Н.Л., Вадас Массачусетс. Подавление иммунитета к Naegleria fowleri у мышей путем избирательного истощения нейтрофилов моноклональным антителом.Заражение иммунной. 1988 г. Сентябрь; 56 (9): 2286–2291. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 13. Сервантес-Сандовал И., Серрано-Луна Дж де Дж, Гарсия-Латорре Э., Цуцуми В., Шибаяма М. Характеристика воспаления головного мозга во время первичного амебного менингоэнцефалита. Parasitol Int. 2008 г. Сентябрь; 57 (3): 307–313. 10.1016 / j.parint.2008.01.006 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 14. Ферранте А, Тонг YH. Уникальный фагоцитарный процесс в нейтрофил-опосредованном уничтожении Naeglaria-Fowleri. Immunol Lett. 1980. 2 (1): 37–41.[Google Scholar] 15. Роуэн-Келли Б, Ферранте А, Тонг YH. Активация дополнения от Naegleria. Trans R Soc Trop Med Hyg. 1980. 74 (3): 333–336. 10.1016 / 0035-9203 (80)-9 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 16. Whiteman LY, Marciano-Cabral F. Устойчивость высокопатогенных амеб Naegleria fowleri к лизису, опосредованному комплементом. Заражение иммунной. 1989 г. Декабрь; 57 (12): 3869–3875. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 17. Джон Д.Т., Коул ТБ, Марчиано-Кабрал FM. Присоски на патогенной амебе Naegleria fowleri.Appl Environ Microbiol. 1984 г. Январь; 47 (1): 12–14. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 18. Джассам Ю.Н., Иззи С., Уэлен М., Макгаверн Д. Б., Хури Эль Дж. Нейроиммунология травматического повреждения головного мозга: время для смены парадигмы. Нейрон. 2017 г. сентябрь 13; 95 (6): 1246–1265. 10.1016 / j.neuron.2017.07.010 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 19. Ferrante A, Mocatta TJ. Нейтрофилы человека требуют активации средой, кондиционированной мононуклеарными лейкоцитами, для уничтожения патогенной свободноживущей амебы Naegleria fowleri.Clin Exp Immunol. 1984 г. Июнь; 56 (3): 559–566. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 20. Михельсон М.К., Хендерсон В.Р., Чи Э.Ю., Фриче Т.Р., Клебанофф С.Дж. Ультраструктурные исследования влияния фактора некроза опухоли на взаимодействие нейтрофилов и Naegleria fowleri. Am J Trop Med Hyg. 1990 г. Март; 42 (3): 225–233. 10.4269 / ajtmh.1990.42.225 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 21. Ферранте А., Хилл Н.Л., Абелл Т.Дж., Пруул Х. Роль миелопероксидазы в уничтожении Naegleria fowleri измененными лимфокинами нейтрофилами человека.Заражение иммунной. 1987 г. Май; 55 (5): 1047–1050. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 22. Ферранте А. Увеличение нейтрофильного ответа на Naegleria fowleri за счет фактора некроза опухоли альфа. Заражение иммунной. 1989 г. Октябрь; 57 (10): 3110–3115. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 23. Контис-Монтес де Ока А., Карраско-Йепес М., Кампос-Родригес Р., Пачеко-Йепес Дж., Бонилья-Лемус П., Перес-Лопес Дж. И др. Внеклеточные ловушки нейтрофилов повреждают трофозоиты Naegleria fowleri, опсонизированные IgG человека.Иммунология паразитов. 2016 г. Август; 38 (8): 481–495. 10.1111 / pim.12337 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 24. Ферранте А., Ледерер Э. Лечебные свойства мурамилдипептида при экспериментальном менингоэнцефалите Naegleria. Trans R Soc Trop Med Hyg. 1986 г. Январь; 80 (2): 323–326. 10.1016 / 0035-9203 (86)

-9 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 25. Adrover JM, Aroca-Crevillén A, Crainiciuc G, Ostos F, Rojas-Vega Y, Rubio-Ponce A, et al. Запрограммированное «обезоруживание» протеома нейтрофилов снижает степень воспаления.Nat Immunol. 2020. Февраль 1; 21 (2): 135–144. 10.1038 / s41590-019-0571-2 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 26. Шибаяма М., Серрано-Луна Дж. Де Дж, Рохас-Эрнандес С., Кампос-Родригес Р., Цуцуми В. Взаимодействие секреторных иммуноглобулиновых антител с трофозоитами Naegleria fowleri и коллагеном типа I. Can J Microbiol. 2003 г. Март; 49 (3): 164–170. 10.1139 / w03-023 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 27. Ферранте А, Тонг YH. Антитело индуцирует кэппирование и эндоцитоз поверхностных антигенов у Naegleria fowleri.Int. J. Parasitol.1979. Декабрь 1; 9 (6): 599–601. 10.1016 / 0020-7519 (79)-3 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 28. Рейли М.Ф., Уайт К.Л., Брэдли С.Г. Устойчивость мышей к инфекциям Naegleria fowleri. Заражение иммунной. 1983 г. Ноябрь; 42 (2): 645–652. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 29. Тонг YH, Ферранте А, Шеперд С, Роуэн-Келли Б. Устойчивость мышей к менингоэнцефалиту Naegleria, переданная иммунной сывороткой. Trans R Soc Trop Med Hyg.1978. Январь 1; 72 (6): 650–652. 10.1016 / 0035-9203 (78)

-1 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 30.Лаллингер Г.Дж., Райнер С.Л., Кук Д.В., Тоффалетти Д.Л., Perfect JR, Грейнджер Д.Л. и др. Эффективность иммунной терапии при раннем экспериментальном менингите Naegleria fowleri. Заражение иммунной. 1987 г. Май; 55 (5): 1289–1293. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 31. Tew JG, Burmeister J, Greene EJ, Pflaumer SK, Goldstein J. Радиоиммуноанализ на человеческие антитела, специфичные к микробным антигенам. J Immunol Methods. 1977. 14 (3–4): 231–241. 10.1016 / 0022-1759 (77)

-8 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 32. Рейли М.Ф., Марчиано-Кабрал Ф., Брэдли Д.В., Брэдли С.Г.Агглютинация Naegleria fowleri и Naegleria gruberi антителами в сыворотке крови человека. J Clin Microbiol. 1983 г. Апрель; 17 (4): 576–581. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 33. Cerutti A, Cols M, Puga I. B-клетки маргинальной зоны: достоинства врожденных лимфоцитов, продуцирующих антитела. Nat Rev Immunol. 2013. Январь 25; 13 (2): 118–132. 10.1038 / nri3383 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 34. Cursons RT, Brown TJ, Keys EA, Moriarty KM, Till D. Иммунитет к патогенным свободноживущим амебам: роль клеточного иммунитета.Заражение иммунной. 1980 г. Август; 29 (2): 408–410. [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [Google Scholar] 35. Carrasco-Yepez M, Rojas-Hernandez S, Rodriguez-Monroy Ma, Terrazas Li, Moreno-Fierros L. Защита от инфекции Naegleria fowleri у мышей, иммунизированных Cry1Ac плюс амебные лизаты, зависит от ответа STAT6 Th3. Parasite Immunol. 2010 г. Сентябрь: 32 (9–10): 664–670. 10.1111 / j.1365-3024.2010.01222.x [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 36. Ли Дж, Ю ДжиК, Сон Хи Дж, Кан ХК, Ким Д, Шин Хи Дж и др.Защитный иммунитет против инфекции Naegleria fowleri у мышей, иммунизированных белком rNfa1 с использованием адъювантов слизистой оболочки. Parasitol Res. 2015 г. Апрель; 114 (4): 1377–1385. 10.1007 / s00436-015-4316-3 [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar] 37. Апли Дж., Кларк СКР, Рум А. П. С. Х., Сандри С. А., Сайги Дж., Шелк Б. и др. Первичный амебный менингоэнцефалит в Великобритании. BMJ. 1970 г. марш 7; 1 (5696): 596–569. 10.1136 / bmj.1.5696.596 [Бесплатная статья PMC] [PubMed] [CrossRef] [Google Scholar]

Познакомьтесь с амебой Дикти — самым маленьким фермером в мире

Познакомьтесь с самым маленьким фермером в мире — «социальной амебой», которая засевает новые земли бактериями, которые затем поедает.Точно так же, как фермеры-люди несут семена и домашний скот, когда они переезжают в новые районы, амеба может подготовиться к суровым условиям, принося с собой готовую пищу. Он присоединяется к муравьям, термитам и людям в списке существ, занимающихся сельским хозяйством.

Амеба, Dictyostelium discoideum , также известна как слизистая плесень, но ученые, работающие с ней, иногда используют более ласковое название Дикти. Дикти проводит большую часть своего времени как отдельная клетка, просачиваясь сквозь подлесок в поисках бактерий, чтобы их съесть.Когда у них заканчивается добыча, амебы объединяются, образуя многоклеточный подвижный слизняк. Когда слизняк находит подходящее место, он тянется вверх, образуя шар на конце стебля. Мяч наполнен спорами, которые, в конце концов, разлетаются по ветру. Когда они приземляются, из них вылупляются новые амебы, и жизненный цикл начинается снова.

Ученые собрали по кусочкам жизненный цикл Дикти несколько десятилетий назад, но он до сих пор преподносит сюрпризы. Дебра Брок из Университета Райса поймала 35 диких амеб из Вирджинии и Миннесоты и обнаружила, что у трети из них есть бактерии в слизняках и спорах.Бактерии происходят из разных видов, и половина из них присутствует в меню Dicty. Когда споры попадают в новые места, их бактериальный груз начинает размножаться, что обеспечивает амебам пищу.

Когда Брок рассыпал споры в стерильную посуду, она обнаружила, что «фермеры» живут лучше. Заполнив блюдо бактериальным грузом, они получили готовый источник пищи. Если в спорах не было бактерий, амебы вылуплялись и их ждал голод. Очень немногие завершили свой жизненный цикл.Стерильные почвы могут быть редкостью в природе, но Брок обнаружил, что фермеры сохранили свое преимущество, когда высаживались в почву, содержащую неправильные бактерии вида . Дикти привередлива в еде, поэтому она платит за то, чтобы таскала с собой любимые закуски.

Это более пассивный стиль ведения сельского хозяйства, чем муравьи, термиты или люди. На самом деле Dicty ничего не делает для выращивания бактерий , разве что доставляет их в нужное место. Напротив, муравьи и термиты выращивают гриб, поддерживая его в правильных условиях, кормя его листьями и подрезая сорняки.Люди поступают так же с выращиваемыми ими культурами.

Однако амебы и муравьи имеют много общего. Оба являются социальными видами, которые много времени проводят со своими близкими родственниками. Для фермеров, выращивающих амебы, это важно. Если бы семья (точнее, клоны) не держалась вместе, то нефермеры могли бы легко съесть оставшиеся бактерии или бесплатно избавиться от тех, которые культивируются путешествующими спорами. Собираясь вместе, они гарантируют, что их потомки (имеющие одни и те же гены) пожнут плоды их благоразумия.

Брок обнаружил, что фермеры не являются ответвлением генеалогического древа Дикти; они не более тесно связаны друг с другом, чем с другими амебами. Но они — это особенные . Когда Брок продезинфицировал всех амеб антибиотиками, только бывшие фермеры смогли заразить новые бактерии. Но если бактерии настолько полезны, почему только треть амеб несут их? Брок получила ответ, когда рассыпала споры в чашке, в которой было полных бактерий.С таким обильным питанием повсюду фермерам было еще хуже. У них было меньше шансов завершить свой жизненный цикл, чем у нефермеров.

Брок считает, что эти фермеры страдали из-за своей прежней осторожности. Дикти образует споры только тогда, когда исчерпывает запас бактерий. Чтобы принести бактерии, ему нужно прекратить есть до того, как его еда закончится, отложив некоторые на потом, пока их сверстники моют свои тарелки. Если они приземляются где-нибудь без большого количества еды, их недостаток становится бесполезным, потому что только они могут выращивать больше еды.Если они приземляются в месте с обильным питанием, их более слабое состояние оборачивается их падением. Для амеб сельское хозяйство может быть палкой о двух концах.

В других случаях животноводства фермер и урожай стали зависеть друг от друга. Некоторые виды грибов существуют только потому, что их разводят муравьи, а некоторые стрекозы склоняются к садам уникальных водорослей, у которых нет свободноживущих родственников. В отличие от этого, Dicty имеет гораздо более отдаленную связь со своим «урожаем» — большинство амеб не занимаются выращиванием сельскохозяйственных культур, и бактерии могут вполне успешно расти сами по себе.

Вероятно, это связано с тем, что амебы культивируют самые разные бактерии. С точки зрения бактерии, риск быть съеденным Дикти имеет смысл только в том случае, если ее кузены (несущие те же гены) могут путешествовать автостопом в новые районы. Если вместе с вами попадает много видов бактерий, эти преимущества теряются. Поскольку в Dicty обитают самые разные бактерии, у любого отдельного вида мало стимулов для развития вместе с ним.

На данный момент никто не знает, как долго Дикти занимается фармом.Чтобы выяснить это, Брок должен будет взглянуть на широкий спектр других амеб и слизистых плесневых грибов, чтобы увидеть, не переносят ли они также бактерии в своих спорах. Если они это сделают, то практика действительно очень старая. Дикти принадлежит к древней группе живых существ, которые сидят рядом с животными и грибами на древе жизни. Их предки были одними из первых существ, вторгшихся на землю. Если бы они выращивали бактерии все это время, они были бы первыми фермерами на планете.

Ссылка: Brock, Douglas, Queller & Strassmann.2011. Первобытное земледелие в социальной амебе. Природа http://dx.doi.org/10.1038/nature09668

Подробнее о плесневых грибах:

Соединения в пустынном креозотовом кусте могут лечить лямблии и инфекции амеб, поедающих мозги

Исследователи из Школы фармацевтики и фармацевтики Скаггса Науки Калифорнийского университета в Сан-Диего и медицинского кампуса Аншутц Университета Колорадо обнаружили, что соединения, вырабатываемые креозотовым кустом, пустынным растением, распространенным на юго-западе США, проявляют мощную антипаразитарную активность против простейших, ответственных за инфекции лямблиозом и амеба, вызывающая часто летальную форму энцефалита.

Выводы, опубликованные в Интернете 9 августа в PLOS «Забытые тропические болезни» предлагает отправную точку для расширения арсенала противомикробных средств, эффективных против смертельных паразитарных инфекций, говорят ученые.

Цветы на цветущем кусте креозота, вырабатывающие антипаразитарные соединения. Изображение любезно предоставлено Википедией.

По оценкам Всемирной организации здравоохранения, от лямблиоза, диарейного заболевания, ежегодно во всем мире умирают примерно 846 000 человек.Заражение обычно происходит при проглатывании зараженной воды или пищи. Хотя в США он редко бывает смертельным, по оценкам, ежегодно в стране регистрируется более 1 миллиона случаев лямблиоза. Стандартное лечение обычно включает антибиотики и противопаразитарные препараты.

«Значение и интрига нашего исследования заключается в том, что оно показывает ценность поиска новых лекарств из растений, традиционно используемых коренными народами в качестве лекарств», — сказал один из главных исследователей Анжан Дебнат, доктор философии, доцент школы Skaggs School of Scaggs. Фармация и фармацевтические науки в Калифорнийском университете в Сан-Диего.

Креозотовый куст ( Larrea tridentata ), также известный как жирное дерево, или gobernadora на испанском языке — это прочный вечнозеленый куст с небольшими восковыми листьями, желтыми цветами и характерным запахом скипидара. Коренные американцы как в США, так и в Мексике уже давно используют это растение для лечения различных заболеваний, включая кишечные заболевания. Существует также ряд научных работ, документирующих фармакологически активные соединения растения, в частности нордигидрогваяретиновую кислоту (NDGA).NDGA обладает противовирусными, антибактериальными, противовоспалительными и противораковыми свойствами и в высоких дозах является токсином для печени.

Исследование — первое, показывающее, что NDGA и пять других соединений (четыре лигнана и один флавоноид) активны против патогенных простейших. Лямблии лямблии и Naegleria fowleri .

G. lamblia вызывает лямблиоз. N. fowleri — это водная амеба, которая проникает в мозг через носовой ход, вызывая тип повреждения мозга, известный как первичный амебный менингоэнцефалит (ПАМ).Несмотря на то, что ПАМ относительно редко, летальность составляет более 95 процентов.

Помимо документирования антипаразитарной активности соединений, исследовательская группа исследовала механизмы, с помощью которых действуют соединения. Два соединения представляли особый интерес из-за их в 1,5 раза большей активности против N. fowleri , чем текущая терапия первой линии милтефозин, противомикробный препарат широкого спектра действия.

«Мы думаем, что эти соединения ингибируют цистеиновую протеазу (фермент), которая помогает амебе проникать в ткань хозяина», — сказал Дебнат.«Наш следующий шаг — протестировать активность сильнодействующих соединений на животных моделях инфекции, а также изучить возможность объединения этих соединений с используемым в настоящее время лекарством, чтобы увидеть, усиливается ли их активность против Naegleria инфекция ».

Соавторы исследования: Бхарат Башьял, Линфенг Ли и Даниэль В. Лабарбера, Университет Колорадо, Аврора; и Trpta Bains, Калифорнийский университет в Сан-Диего.

Это исследование частично финансировалось за счет гранта фонда ALSAM и Национальных институтов здравоохранения (KL2TR001444).

34.1B: травоядные, всеядные и плотоядные

1. Последнее обновление

2. Сохранить как PDF

1. Ключевые моменты
2. Ключевые термины
3. Травоядные, всеядные и хищные

В своих стратегиях питания животные могут быть хищниками, травоядными или всеядными.

Задачи обучения

• Различать травоядных, всеядных и плотоядных животных

Ключевые моменты

• Травоядные — это животные, такие как олени и коалы, которые питаются только растительным материалом.
• Всеядные — это животные, такие как медведи и люди, которые могут есть различные источники пищи, но, как правило, предпочитают один вид другому.
• В то время как большинство плотоядных животных, таких как кошки, едят только мясо, факультативные плотоядные животные, такие как собаки, ведут себя больше как всеядные, поскольку они могут есть растительные вещества вместе с мясом.
• Факультативные плотоядные животные могут есть мясо, а также растительный материал, в то время как облигатные плотоядные животные едят мясо постоянно.

Ключевые термины

• всеядное животное : животное, которое может потреблять как растения (например, травоядное животное), так и мясо (например, плотоядное животное)
• облигатное плотоядное животное : животное, которое обязательно питается диетой, состоящей в основном из мяса, поскольку не обладает физиологией для переваривания растительных веществ
• травоядное животное : любое животное, питающееся только растительностью (т.е. который не ест мяса)
• плотоядное животное : любое животное, которое ест мясо как основную часть своего рациона

Травоядные, всеядные и хищные

Травоядные животные — это животные, основным источником пищи которых являются растения. Примеры травоядных включают позвоночных животных, таких как олени, коалы и некоторые виды птиц, а также беспозвоночных, таких как сверчки и гусеницы. У этих животных развита пищеварительная система, способная переваривать большое количество растительного материала.Растения богаты клетчаткой и крахмалом, которые являются основным источником энергии в их рационе. Поскольку некоторые части растительного сырья, такие как целлюлоза, плохо перевариваются, пищеварительный тракт травоядных животных адаптирован для правильного переваривания пищи. У многих крупных травоядных в кишечнике есть симбиотические бактерии, которые помогают расщеплять целлюлозу. У них длинный и сложный пищеварительный тракт, чтобы дать достаточно места и времени для микробной ферментации. Травоядных животных можно подразделить на плодоядных (поедателей фруктов), зерноядных (поедателей семян), нектарных (питающихся нектаром) и листовидных животных (поедателей листьев).

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): Примеры травоядных : Травоядные животные, такие как (а) олень-мул и (б) гусеница-монарх, питаются в основном растительным материалом. У некоторых травоядных в кишечнике содержатся симбиотические бактерии, которые помогают переваривать целлюлозу, содержащуюся в стенках клеток растений.

Всеядные животные — это животные, которые едят как растительную, так и животную пищу. Хотя латинский термин «всеядный» буквально означает «пожиратель всего», всеядные животные не могут есть все, что едят другие животные.Они могут есть только то, что умеренно легко достать, будучи умеренно питательными. Например, большинство всеядных не могут жить за счет пастбищ, они не могут есть некоторых животных с твердым панцирем или успешно охотиться на крупную или быструю добычу. Люди, медведи и куры — примеры всеядных позвоночных; всеядные беспозвоночные включают тараканов и раков.

Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): Примеры всеядных : Всеядные, такие как (а) медведь и (б) раки, питаются как растительной, так и животной пищей.Хотя их варианты питания шире, чем у травоядных или хищных, они по-прежнему ограничены тем, что они могут найти, чтобы поесть или что они могут поймать.

Плотоядные — животные, которые едят других животных. Слово плотоядное животное происходит от латинского языка и означает «мясоед». Дикие кошки, такие как львы и тигры, являются примерами хищников позвоночных, как змеи и акулы, в то время как хищники беспозвоночных включают морских звезд, пауков и божьих коровок. Облигатные хищники — это те, которые полностью полагаются на мясо животных для получения своих питательных веществ; примерами облигатных плотоядных животных являются члены семейства кошачьих.Факультативные плотоядные животные — это те, которые также едят не животную пищу в дополнение к животной.